哈尔滨工程大学机械设计课件4轴毂联接及销联接

1、第四章第四章 轴毂联接及销联接轴毂联接及销联接2 4-1键联接键联接一、键联接功能、类型、结构形式及应用一、键联接功能、类型、结构形式及应用一、键联接的功能、类型、结构形式及应用一、键联接的功能、类型、结构形式及应用1 1、功能：实现轴及轴上零件的（如：齿轮、联轴器等）的周向、轴向定位，、功能：实现轴及轴上零件的（如：齿轮、联轴器等）的周向、轴向定位，传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。（1 1）、平键联接）、平键联接工作原理：键侧挤压、键剪切传递转矩工作原理：键侧挤压、键剪切传递转矩A A型型B B型型C C型型

2、2 2、类型：平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接。、类型：平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接。a a 普通平键与薄型平键：（静联接）周向定位普通平键与薄型平键：（静联接）周向定位平键类型：平键类型：3 4-1键联接键联接b b 导向平键与滑键：导向平键与滑键：( (动联接动联接) )周向定位、零件轴向滑移周向定位、零件轴向滑移导向平键：导向平键：键定轴上，滑移距离短键定轴上，滑移距离短滑键：滑键：键定毂上，滑移距离长键定毂上，滑移距离长一、键联接的功能、类型、结构形式及应用一、键联接的功能、类型、结构形式及应用4 4-1键联接键联接（2 2）、半圆键联接）、半圆键联接缺点缺点：

3、键槽深，对轴削弱大键槽深，对轴削弱大 工作原理：键侧挤压、键剪切传扭矩工作原理：键侧挤压、键剪切传扭矩半圆键联接半圆键联接一、键联接的功能、类型、结构形式及应用一、键联接的功能、类型、结构形式及应用特点：特点：优点：键在槽中可摆动，适应轮毂槽底斜度优点：键在槽中可摆动，适应轮毂槽底斜度 对中性好、装配方便、适应锥形轴端对中性好、装配方便、适应锥形轴端 应应 用：轻载、锥形轴端联接用：轻载、锥形轴端联接5 4-1键联接键联接（3 3）、楔键）、楔键工作原理：工作原理： 键上表（毂槽底）面为键上表（毂槽底）面为1 1：100100斜度斜面斜度斜面 键上、下表面工作，挤压楔紧、摩擦传扭键上、下表面工

4、作，挤压楔紧、摩擦传扭（方头）（方头）钩头楔键钩头楔键普通楔键（圆头）普通楔键（圆头）一、键联接的功能、类型、结构形式及应用一、键联接的功能、类型、结构形式及应用特点：特点：应用：对中精度要求不高、载荷平稳、低速场合应用：对中精度要求不高、载荷平稳、低速场合缺点：楔键破坏轴上零件对中性缺点：楔键破坏轴上零件对中性优点：轴上零件的轴向定位，承受较小轴向力优点：轴上零件的轴向定位，承受较小轴向力6 4-1键联接键联接（4 4）、切向键）、切向键 工作原理：切向键由两个工作原理：切向键由两个1 1：100100斜度的楔键组成斜度的楔键组成 组合后上、下平行表面工作，其中之一在轴截面内，组合后上、下平

5、行表面工作，其中之一在轴截面内， 工作面挤压、轴与轮毂间的摩擦传扭矩工作面挤压、轴与轮毂间的摩擦传扭矩切向键联接切向键联接（单向传动）（单向传动） （双向传动）（双向传动）工作面工作面1:1001:100斜面斜面一、键联接的功能、类型、结构形式及应用一、键联接的功能、类型、结构形式及应用特点：优点：传递载荷大特点：优点：传递载荷大 缺点：切向键破坏轴上零件对中性缺点：切向键破坏轴上零件对中性应用：对中精度要求不高、载荷大的重型机械应用：对中精度要求不高、载荷大的重型机械中，如：大型飞轮、矿用卷扬机卷筒等中，如：大型飞轮、矿用卷扬机卷筒等7 4-1键联接键联接二、键的选择和键联接强度计算二、键的

6、选择和键联接强度计算1 1、键的选择：、键的选择：二、键的选择和键联接强度计算二、键的选择和键联接强度计算(1)(1)选择类型：工作要求、转矩大小、对中要求选择类型：工作要求、转矩大小、对中要求2 2、键联接强度计算：、键联接强度计算：平键联接强度计算平键联接强度计算b b 设计准则：设计准则：(2)(2)尺寸选择：按轴径尺寸选择：按轴径d d选键的截面尺寸键宽选键的截面尺寸键宽b b键高键高h(h(查标准查标准) )(3)(3)键长选择：键长选择：L=L=轮毂长轮毂长- -（5 51010）mmmm（查标准）（查标准）(4)(4)强度校核：强度校核：a a 失效形式：失效形式：静联接（普通平

7、键联接）：键及键槽侧面压溃静联接（普通平键联接）：键及键槽侧面压溃动联接（导向平键和滑键联接）：工作面过度磨损动联接（导向平键和滑键联接）：工作面过度磨损8 4-1键联接键联接MpabLlCLlBbLlAlhmmNTdhlTlhdTAFPptp许许用用挤挤压压应应力力型型：型型：型型：接接触触键键长长键键高高轴轴上上扭扭矩矩式式中中： ) ; ;2( 42/2 二、键的选择和键联接强度计算二、键的选择和键联接强度计算9 4-2 花键联接花键联接一、花键联接的特点、类型和应用一、花键联接的特点、类型和应用1 1、工作原理：、工作原理：（花键轴、花键孔组成）键侧工作、挤压传扭（花键轴、花键孔组成）

8、键侧工作、挤压传扭花键孔花键孔 花键轴花键轴 花键联接花键联接2 2、特点：承载能力高、特点：承载能力高- -多齿传力多齿传力 对轴、毂削弱小对轴、毂削弱小- -齿槽浅齿槽浅 对中性好、成本高（专用设备加工）对中性好、成本高（专用设备加工） 一、花键联接的特点、类型和应用一、花键联接的特点、类型和应用10 4-2 花键联接花键联接3 3、类型：、类型：（1 1）矩形花键：）矩形花键： 键齿矩形、内径定心；键齿矩形、内径定心； 定心表面热处理后磨削，定心精度高定心表面热处理后磨削，定心精度高（2 2）渐开线花键：）渐开线花键： 齿形为渐开线，齿形定心；齿形为渐开线，齿形定心； 自动对中，齿形角自

9、动对中，齿形角3030 、4040 两种；两种； 高强度、长寿命高强度、长寿命齿根圆角大，应力集中小；齿根圆角大，应力集中小； 工艺性好工艺性好滚齿加工、精度高滚齿加工、精度高 应用于载荷大、定心精度要求高、尺寸大的应用于载荷大、定心精度要求高、尺寸大的连接连接工作面工作面定心面定心面矩形花键矩形花键工作面工作面定心面定心面渐开线花键渐开线花键一、花键联接的特点、类型和应用一、花键联接的特点、类型和应用11 4-2 花键联接花键联接 1 1、静联接、静联接工作面压溃，校核挤压强度工作面压溃，校核挤压强度；表表代代替替动动联联接接用用许许用用压压强强许许用用挤挤压压应应力力）（矩矩形形花花键键渐

10、渐开开线线花花键键平平均均直直径径工工作作高高度度键键齿齿工工作作长长度度花花键键齿齿数数，齿齿间间载载荷荷分分布布不不均均系系数数)112(;2/;8 . 07 . 02 PMpadDdmzddhlzzhldTPmmmPmP 二、花键联接的特点、类型和应用二、花键联接的特点、类型和应用二、花键联接的强度计算二、花键联接的强度计算2 2、动联接、动联接工作面磨损，按工作面压工作面磨损，按工作面压强进行条件计算强进行条件计算12 4-3 无键联接无键联接一、型面联接一、型面联接一、型面联接一、型面联接 特点：特点：没有应力集中源，对中性好，承载能力强，装拆方便，但加工不方便，需用专用设备，应用较

11、少。另外成形面还有方形、六边形及切边圆形等，但对中性较差。 型面联接是利用非圆截面的轴与相应轮廓的毂孔配合而构成的联接。轴和毂孔有柱形和圆锥形等。13 4-3 无键联接无键联接一、型面联接一、型面联接一、型面联接一、型面联接14 4-3 无键联接无键联接二、胀紧联接二、胀紧联接二、胀紧联接二、胀紧联接弹性环联接弹性环联接利用锥面贴合并挤紧在轴毂之间用摩擦力传递扭矩，有过载保护作用（如图）。弹性环的材料为高碳钢或高碳合金钢（65，70，55Cr2、60Cr2）并经热处理。锥角一般为12.517，另外要求内、外环锥面配合良好。特点：特点：可传递较大扭矩和轴向力，无应力集中，对中性好，但加工要求较高

12、，应用受限制。dLDl15 4-4 过盈联接过盈联接利用两个被联接件本身的过盈配合来实现，其配合表面多为圆柱面，也有圆锥或其它形式的配合面。一、过盈联接的类型和应用一、过盈联接的类型和应用一、过盈联接的类型与应用一、过盈联接的类型与应用 16 4-4 过盈联接过盈联接一、过盈联接的类型和应用一、过盈联接的类型和应用一、过盈联接的类型与应用一、过盈联接的类型与应用 1234无辅助件用于轴与轮毂联接，轮圈与轮芯的联接及滚动轴承与轴及座孔的联接（左图）有辅助件借助于扣紧板或环将重型剖分零件2、4沿接缝面3联接成一体，现大多由螺栓代替（右图）17 4-4 过盈联接过盈联接二、过盈联接的工作原理与装配方

13、法二、过盈联接的工作原理与装配方法 二、过盈联接的工作原理与装配方法二、过盈联接的工作原理与装配方法 利用包容件与被包容件的径向变形使配合面间产生很大压力，从而靠摩擦力来传递载荷装配方法：装配方法：工作原理：工作原理：1）压入法）压入法利用压力机将被包容件压入包容件中，由于压入过程中表面微观不平度的峰尖被擦伤或压平，因而降低了联接的紧固性。2）温差法）温差法加热包容件，冷却被包容件。可避免擦伤联接表面，联接牢固。18 4-5 销联接销联接定位销定位销主要用于零件间位置定位，左图，常用作组合加工和装配时的主要辅助零件。销套安全销联接销联接销主要用于零件间的联接或锁定，中图，可传递不大的载荷安全销安全销主要用于安全保护装置中的过载剪断元件 ，右图19 4